张慧娟等：外加拉应力对13Cr马氏体不锈钢的腐蚀行为影响 ·623· 形成对金属力学化学活性起着决定性作用，塑性变 严重.在未施加拉应力时，试样在过钝化区表面出 形对钝化膜溶解的影响主要体现在双电层破裂、表 现破钝现象的点较少，随着拉应力的增大，试样表面 面粗糙度增大和位错产生时嫡的改变等方面-18】， 腐蚀坑较密集，分布不均，说明应力的存在会抑制钝 在该体系中，拉应力越大，金属表面活性越大，腐蚀 化膜的再修复，并在高电位下进一步诱发点蚀发生 越容易发生 有研究表明，外力影响腐蚀主要是两个方面，一方面 2.4表面形貌 金属受到外力，使得表面钝化膜易受到破坏，导致破 利用体视显微镜对动电位极化曲线测试后的试 裂处易发生腐蚀，另一方面外力作用下原子排列产 样进行形貌观察，结果如图10所示.结果发现不同 生形变，晶格缺陷增多，原子活化能增大，使得金属 拉应力状态下试样均存在腐蚀，拉应力越大腐蚀越 表面发生腐蚀[)]，这与实验结果一致. (a) 2mm 2mm」 2mm 图10不同拉应力下试样极化到0.3V时的表面腐蚀形貌.(a)0%0,:(b)70%g,;(c)110%o. Fig.10 Surface morphology of specimen after potentiodynamic polarization at 0.3 V above the open circuit potential under various stresses:(a)0% 0,；(b)70%o.;(c)110%0. rosion of steels in CO/HaS-containing media in oil gas fields. 3结论 Corros Prot Petrochem Ind,2010,27(1):I (赵永峰，王吉连，左禹，等.在含C0,/H,S介质中油气田用 (1)随拉应力增加，L80-13Cr不锈钢表面电荷 钢的腐蚀研究进展.石油化工腐蚀与防护，2010,27(1)：1) 转移电阻减小，电容值增加，材料表面活性提高，稳 [2]Abelev E.Sellberg J,Ramanarayanan T A,et al.Effect of H2S 定性降低 on Fe corrosion in CO2-saturated brine.J Mater Sci,2009,44 (2)拉应力使线性极化电阻降低，促进钝化膜 (22):6167 的溶解过程 [3]Li W F,Zhou Y J,Xue Y.Corrosion behavior of 110S tube steel in environments of high H,S and CO,content.J fron Steel Res Int, (3)拉应力促进L80-13Cr不锈钢在高电位生 2012,19(12):59 成的钝化膜发生破裂，对钝化膜再修复具有抑制 [4]Ma H Y,Cheng X L,Li G Q,et al.The influence of hydrogen 作用. sulfide on corrosion of iron under different conditions.Corros Sci, 2000,42(10):1669 参考文献 [5]Kimura M,Miyata Y,Sakata K,et al.Corrosion resistance of [1]Zhao Y F,Wang JL,Zuo Y,et al.Research development of cor- martensitic stainless steel OCTG in high temperature and high CO张慧娟等: 外加拉应力对 13Cr 马氏体不锈钢的腐蚀行为影响 形成对金属力学化学活性起着决定性作用,塑性变 形对钝化膜溶解的影响主要体现在双电层破裂、表 面粗糙度增大和位错产生时熵的改变等方面[17鄄鄄18] , 在该体系中,拉应力越大,金属表面活性越大,腐蚀 越容易发生. 2郾 4 表面形貌 利用体视显微镜对动电位极化曲线测试后的试 样进行形貌观察,结果如图 10 所示. 结果发现不同 拉应力状态下试样均存在腐蚀,拉应力越大腐蚀越 严重. 在未施加拉应力时,试样在过钝化区表面出 现破钝现象的点较少,随着拉应力的增大,试样表面 腐蚀坑较密集,分布不均,说明应力的存在会抑制钝 化膜的再修复,并在高电位下进一步诱发点蚀发生. 有研究表明,外力影响腐蚀主要是两个方面,一方面 金属受到外力,使得表面钝化膜易受到破坏,导致破 裂处易发生腐蚀,另一方面外力作用下原子排列产 生形变,晶格缺陷增多,原子活化能增大,使得金属 表面发生腐蚀[19] ,这与实验结果一致. 图 10 不同拉应力下试样极化到 0郾 3 V 时的表面腐蚀形貌. (a) 0% 滓s; (b) 70% 滓s; (c) 110% 滓s Fig. 10 Surface morphology of specimen after potentiodynamic polarization at 0郾 3 V above the open circuit potential under various stresses: (a) 0% 滓s; (b) 70% 滓s; (c) 110% 滓s 3 结论 (1)随拉应力增加,L80鄄鄄13Cr 不锈钢表面电荷 转移电阻减小,电容值增加,材料表面活性提高,稳 定性降低. (2)拉应力使线性极化电阻降低,促进钝化膜 的溶解过程. (3)拉应力促进 L80鄄鄄13Cr 不锈钢在高电位生 成的钝化膜发生破裂,对钝化膜再修复具有抑制 作用. 参 考 文 献 [1] Zhao Y F, Wang J L, Zuo Y, et al. Research development of cor鄄 rosion of steels in CO2 / H2 S鄄containing media in oil & gas fields. Corros Prot Petrochem Ind, 2010, 27(1): 1 (赵永峰, 王吉连, 左禹, 等. 在含 CO2 / H2 S 介质中油气田用 钢的腐蚀研究进展. 石油化工腐蚀与防护, 2010, 27(1): 1) [2] Abelev E, Sellberg J, Ramanarayanan T A, et al. Effect of H2 S on Fe corrosion in CO2 鄄saturated brine. J Mater Sci, 2009, 44 (22): 6167 [3] Li W F, Zhou Y J, Xue Y. Corrosion behavior of 110S tube steel in environments of high H2 S and CO2 content. J Iron Steel Res Int, 2012, 19(12): 59 [4] Ma H Y, Cheng X L, Li G Q, et al. The influence of hydrogen sulfide on corrosion of iron under different conditions. Corros Sci, 2000, 42(10): 1669 [5] Kimura M, Miyata Y, Sakata K, et al. Corrosion resistance of martensitic stainless steel OCTG in high temperature and high CO2 ·623·